氧气流失锂电池性能降低的元凶可调直流稳压电源揭秘
导语：当前，科学家们正在致力于提升电池技术的研究，其中重点关注新材料的开发，同时也考虑到与现有材料相关的供应链和环境问题。无论采用何种材料，只要能够提供一种新的视角来观察电池内部复杂工作机制，就能帮助我们更好地理解性能限制所在，以及如何解决这些问题。
导读：近期的一项重要研究揭示了氧气在锂离子电池性能下降中的关键作用。美国和日本的科学家合作进行了一系列实验，以深入探究锂离子存储过程中化学反应的细节，并详细描述了少量氧气释放对电池性能和安全性的累积影响。
尽管锂离子电池已成为我们日常生活不可或缺的一部分，其应用范围不断扩大至汽车和能源管理领域，但其性能与寿命仍面临挑战。为了克服这些局限，研究人员正在致力于改进技术，无论是通过新材料还是通过更先进的观察手段。
最近两项独立实验利用了这类先进技术来分析氧气对锂离子电池表现的影响。在充放电过程中，通常会产生微小量的氧气排出，但这一过程长期以来一直难以被精确测量，也未能得到充分理解。斯坦福大学的一位科学家Peter Csernica解释说：“经过500次循环，每次循环中排出的总体氧气占比为6%。”虽然数字不小，但单个循环中的释放量仅占1%，这种微小规模使得其隐蔽性极强。
在一项由斯坦福大学领导的小组研究中，他们采取了一种独特的手段——在每次循环后切割并扫描电子显微镜样品，以便结合X射线成像技术进行高分辨率观察。此外，他们还使用X射线穿透整个阴极，以验证纳米级别发现可用于整个结构上。这项研究揭示了最初“爆发式”释放，然后以较慢“滴流”的方式逐渐从阴极表面逸出的事实。此外，还发现随着氧气逃逸，周围金属原子的重新排列导致结构破坏，这进一步削弱了整体效率。
另一项来自日本东北大学团队的调查则指出，在等比例镍、钴、锰混合物阴极中，由于氧化作用而引起多种不良反应，从而损害了整体结构。而且，在这种情况下存在较高水平磁性镍导致更多氧逸出，并且这个过程总体上降低了保持平衡状态下的能力。这一结果可能会促进未来基于过渡金属氧化物构建具有更高能量密度但更加坚固性的第二代锂离子 batteries 的研发目标之一是减少循环期间失散氧造成的问题，并探索此类损失如何恶化设备耐久性。
这两份报告共同强调了解决方案必须集中解决即将发生以及对整个系统造成破坏性的氧逸问题，为未来的工作奠定基础，而不是简单地忽略它。
